三坐標影像儀高效檢測發(fā)動機葉片

葉片在航空和陸用動力裝置上都起著十分重要的作用，其質(zhì)量的好壞，會直接影響著葉片的氣動性能。同時，葉片也是機械制造業(yè)中最為復雜的零件之一，由于葉片的特殊造型，空間角度和尺寸參數(shù)多，技術(shù)要求也非常嚴格。因而葉片的檢測非常重要。

航空發(fā)動機上的葉片種類繁多，數(shù)量巨大。按照發(fā)動機的結(jié)構(gòu)，葉片分為壓氣機葉片和渦輪葉片；按照工作條件分為高壓葉片和低壓葉片；按照工作狀態(tài)又分為轉(zhuǎn)子葉片（又稱工作葉片）和靜子葉片（又稱整流和導向葉片）。在葉片不同的加工階段，需要檢測的內(nèi)容復雜多樣，例如葉型，截面厚度，葉身彎曲，截面扭轉(zhuǎn)，弦長和吼道尺寸等等。

ZEISS INSPECT Airfoil（以下簡稱ZIA）軟件覆蓋了葉片檢測的所有參數(shù)，且操作簡單，報告美觀。且該軟件通過每年不斷地迭代更新，不斷地滿足最先進的檢測要求，提高檢測分析速度。

本文將針對ZIA 2023版本中的一些更新升級內(nèi)容進行講解。主要內(nèi)容包含以下五個方面：

葉型截面上的大量實測點會影響中弧線的計算速度，并且后續(xù)許多的特性都與中弧線是相關(guān)的。

在ZIA 2023版本中，提升了中弧線的計算速度，尤其是對于實際測量點密度較大的葉型截面，計算中弧線所需時間只需不到1秒鐘即可完成。

新功能2：改善中弧線算法的穩(wěn)定性
葉型前后緣的實際點分布會影響中弧線的計算結(jié)果，尤其當葉型前后緣因?qū)嶋H葉型長度偏差導致半徑補償問題或其他問題，出現(xiàn)了打結(jié)或其他錯誤情況時，中弧線會無法進行計算。

在ZIA 2023版本中，改善了中弧線的計算方式，尤其是對于異常的截面型線情況，也能穩(wěn)定且準確的計算出中弧線。

新功能3：增加葉型弧度和厚度分布檢測功能
根據(jù)NACA標準，會有一系列的關(guān)鍵幾何特征，是關(guān)于整體的葉型弧度或厚度分布占比等。這些特征對于葉型的設(shè)計和逆向工程都有著至關(guān)重要的作用。

在ZIA 2023版本中，新增葉型弧度和厚度分布檢測功能，并且可以根據(jù)參考型線長度百分比，生成距離分布曲線圖。

新功能4：增加針對CMM Data的最佳擬合方式

如圖黑色箭頭代表了“截面名義法線方向”。假設(shè)要測量曲線，藍色的球為探針。（注意測量方向是在與工件表面法向相反的方向進行探測），黃色箭頭為“表面名義法線方向”。因此可以看出：“截面名義法線方向”和“表面名義法線方向”是不一致的。

在ZIA 2023版本中，針對三坐標數(shù)據(jù)提供了更加準確的形狀誤差計算方式，這就包括了：最佳擬合方式的計算為“名義到實際”，并且形狀偏差的計算方式為沿著“表面名義法線方向”。

這樣一來，計算形狀偏差時，結(jié)果會更加的準確，同時也更容易和市面上其他葉片測量軟件進行對標。

新功能5：對于高斯最佳擬合方式，增加了“考慮點分布”選項
在以前的版本中，葉型形狀和位置的最佳擬合方式是獨立于測量點密度，僅僅針對葉型整體進行擬合計算。這就意味著即使在葉型截面當中某一個區(qū)域的點密度比較高，也不會得到更高的計算權(quán)重。

但針對三坐標數(shù)據(jù)來說，實際會存在另一種情況是針對點密度分布權(quán)重的擬合（因為大部分情況來說，考慮到葉型前后緣的重要性和測量難度，在使用CMM測量時會分配更多的點數(shù)保證測量結(jié)果的準確性）。

在ZIA 2023版本中，對于高斯最佳擬合方式增加了“考慮點分布”選項框。針對點密度分布權(quán)重擬合計算，點密度越大的區(qū)域?qū)Y(jié)果的影響越大，也就是在擬合時，首先保證點密度高的區(qū)域偏差最小。